Análisis de la geometría en la transferencia de calor en recintos trapezoidales

Abstract

La convección natural en recintos trapezoidales es un proceso muy utilizado en distintas aplicaciones tales como acondicionamiento térmico, performance de colectores solares, desalinizadores, intercambiadores de calor y paneles de secado. El estudio numérico de este proceso permite proponer un diseño óptimo de los equipos. En este trabajo, se presentan resultados numéricos de la transferencia de calor en tres geometrías trapezoidales: tipo ático, ático invertido y simétrico. En estas geometrías, las paredes verticales se mantienen aisladas, mientras que las paredes superior e inferior están activas. La temperatura de la pared inferior es mayor que la de la superior, con saltos de temperatura (γcrit) que varían entre 1°C y 30°C. Además, la inclinación de las paredes activas varía entre 0° y 30°. El proceso de convección natural, inducido por la diferencia de temperatura, puede ser multicelular o unicelular, dependiendo del ángulo de inclinación. Para cada salto de temperatura, se ha determinado un ángulo crítico (γcrit) en el que cambia de tipo de flujo. Se analiza el efecto de la inclinación de las paredes activas y del salto de temperatura en los campos de velocidad y el flujo de calor promedio para las tres geometrías.